多种工况螺纹钢锚杆应力应变特征研究

针对锚杆应力应变复杂多变、难以准确实测的问题,在开展实验室拉伸测试及DIC监测的基础上,采用数值模拟分析了正常及存在缺陷螺纹钢锚杆在不同工况下杆体应力应变特征及其演化规律。研究结果表明:锚杆杆体最大应力、最大真实应变和最大塑性应变均随着载荷值和载荷类型的增加,总体上呈增大趋势;当锚杆含缺陷时,缺陷部位应力应变明显集中,而缺陷形态、位置等会影响应力应变分布。由于螺纹和横肋等结构以及缺陷的存在,杆体易产生局部应力和应变集中,塑性应变也更大。在高载荷和腐蚀等影响下,塑性应变集中处易发展成为裂纹源头,进而导致锚杆断裂失效。该研究结果可以为锚杆结构优化、状态监测和寿命预测等提供参考价值。

大底脚螺纹抽钉芯杆强度计算方法研究

因具有连接强度高、对复合材料损伤小、可实现单面连接、断口齐平免打磨等优点,大底脚螺纹抽钉被广泛应用于航空航天领域中复材结构的连接。复材用大底脚螺纹抽钉目前主要依赖于进口,尚未实现自主研发。本文针对某结构类型大底脚螺纹抽钉芯杆强度的计算方法,首先介绍了此结构大底脚螺纹抽钉的安装过程,并对其进行受力分析。然后基于材料力学第四强度理论(冯·米塞斯屈服准则)建立芯杆关键位置处(断颈槽和第一牙螺纹)最大应力的表达式,通过建立具有两段不同UNJF螺纹的芯杆有限元模型计算出表达式中的应力集中系数。最终分析得到各因素对芯杆关键位置处最大应力的影响规律。通过以上建立的大底脚螺纹抽钉芯杆强度计算方法,达到提升大底脚螺纹抽钉连接可靠性和经济效益的目的。

40Cr钢紧固轴疲劳断裂原因分析及改进

一批40Cr钢紧固轴在疲劳试验检测过程中连续出现早期断裂,达不到试验要求次数。为了探索此批紧固轴断裂的原因,对断裂件进行了成分分析、硬度检测、宏观断口分析与扫描电镜、金相组织检测,以及螺纹外形轮廓测量。结果表明:紧固轴的螺纹牙底过渡圆弧半径R≤0.07mm,且调质后的金相组织超过6级,不合格,导致疲劳试验检测中的紧固轴因螺纹根部应力集中形成细微裂纹并逐步扩展而断裂。通过分析讨论,制定改进措施并严格控制紧固轴的生产过程,最终使紧固轴的力学性能达到了技术要求。

测定微调桨桨叶与桨毂体结合面摩擦系数的试验方法

桨叶叶根法兰与桨毂体叶根轴承结合面的摩擦系数对微调桨的转叶力矩承载能力至关重要。以某型微调桨为例,通过建立桨叶叶根法兰与桨毂体叶根轴承结合面试验平台,开展滑移摩擦特性试验,获取了结合面摩擦系数,从而有力地支持了该型微调桨的深化设计。

双翼弧平式长螺旋锚杆成孔钻具设计

针对传统锚杆成孔钻具在松散土层中存在的孔径缩小、孔壁不稳定和施工效率低下等问题,对双翼弧平式长螺旋锚杆成孔钻具进行改进和优化,开发一种新型成孔钻具。该钻具设计有双翼三角板钻头和弧平式旋板,有效提高了成孔的准确性和对土壤位移的控制,从而显著提高了锚杆的安装质量和施工效率。所设计的翼弧平式长螺旋锚杆是一种用于地下工程和斜坡稳定的先进锚固设备,尤其适用于松散或复杂的地质结构。

浅谈核固废钢桶自动取封盖装置设计思路

自动取封盖装置是核电厂或核废物固化处理生产线必不可少的一套自动化设备,主要用于低、中水平放射性固体废物包装容器钢桶的取封盖操作。其中,钢桶定位、螺栓/螺孔定位以及桶盖抓取功能是其重要的三个功能。本文以我国沿海某市三个已运行的核电站项目中,三个不同设计模式的自动取封盖装置为例,探讨了实现其三个功能的机械电控结构及存在的设计问题。基于上述对比分析,本文针对钢桶定位、螺栓/螺孔定位以及桶盖抓取功能,提出了一些改进的设计思路,对于后续优化改进自动取封盖装置具有现实意义。

吸油烟机用膨胀螺栓锚固性能的分析与改进

为了解决现用的膨胀螺栓锚固力不足的问题,参考了市场上不同种类的膨胀螺栓,并在在不同的墙体上进行了锚固力测试。分析测试结果后发现现用膨胀管的不足,从而进行改进。增加了导向孔和迷宫型开口,以提升其导向性能。针对木螺钉,根据测试结果和拧紧所需要的扭矩值大小,选择合适的规格。

WJ-8型扣件螺旋道钉防松退性能改进措施

WJ-8型扣件正常安装状态下,道钉受到锤击时有螺旋道钉松退甚至弹出。针对这一问题,本文对处于平衡状态和非平衡状态的道钉进行受力分析,分析螺栓副防松性能的影响因素,并提出了针对螺旋道钉防松性能的改进措施。结果表明:螺旋道钉防松退性能与螺旋升角、螺纹摩擦半径、螺纹动摩擦因数有关;降低道钉螺旋升角、增加螺纹摩擦半径、加大上部牙侧角以及采用表面更粗糙的防腐方式,均能显著提升螺旋道钉的防松退性能。

螺栓疲劳断裂失效分析

通过宏微观断口形貌分析、化学成分分析、金相组织分析等手段,分析了螺栓断裂的原因。结果表明:螺栓疲劳断裂主要原因是螺栓表面脱碳层所导致的螺栓表面弱化,加速了疲劳裂纹源的形成,从而加速了疲劳断裂过程。

用贴片光弹法研究螺栓预紧力

贴片光弹法是一种通过精确测量表面应变来获得应力的光测实验方法。为了有效且快速的评价螺栓预紧力,采用贴片光弹的方法,在螺栓头部表面粘贴一片环氧树脂材料,对螺栓施加一定的预紧力时,在反射光弹仪的偏振光场下直接可以观测到螺栓头部贴片中的光弹条纹。随着螺栓预紧力的变化,条纹相应发生改变,从而获得螺栓预紧力与光弹贴片中条纹级数的关系。由于该方法具有灵敏度高、直观、全场、简单等诸多优点,适合现场测量和检测,从而便于推广。

大直径盾构隧道管片连接预埋套筒抗拔性能试验研究

我国大直径盾构隧道工程管片之间多以斜螺栓连接为主,介绍了螺栓连接的特点,通过改变套筒材质聚酰胺的组成成分和螺纹长度、螺牙类型等套筒参数,对斜螺栓连接套筒进行了抗拔力试验研究。结果表明:工程中习惯采用的PA6、圆螺牙的螺纹套筒实际抗拔能力难以达到设计承载要求,螺纹套筒建议采用PA66材质、梯形粗牙形式,且对于M36斜螺栓,套筒长度建议在220 mm及以上。

自旋锚杆在煤巷支护中的应用

为解决象山煤矿围岩破碎煤巷支护中树脂锚杆钻孔易塌孔、安装失效率高等难题,引进了自旋锚杆支护技术,分析了自旋锚杆的结构特点和作用机理。对拉拔力进行理论计算,由拉拔试验结果得知,不同长度的锚杆理论计算值与实测值平均误差在8%左右。在此基础上,针对北二采区5号煤运输下山采用自旋锚杆支护技术,并对其应用成果进行数值模拟分析和现场试验,结果表明:自旋锚杆安装成功率达95%;增阻快,当围岩变形为5 mm时,锚固力已增至33 kN左右,并随着围岩变形进一步增加;围岩变形量小于20 mm,证明自旋锚杆支护技术有效控制了该煤层巷道围岩变形。

预应力CFRP布及预紧螺栓加固RC梁试验研究

为提高碳纤维布加固RC结构的效果及其可靠性,提出了预应力碳纤维布与预紧螺栓联合加固技术。结合在役RC梁的损伤特点及目前的RC梁加固方法,分别采用不同的碳纤维布加固技术对完整梁和破坏梁的抗弯性能进行了对比试验研究。针对目前碳纤维布张拉设备的缺陷,研发了便于现场应用的新型碳纤维布布张拉设备,分析了预应力大小对加固效果的影响。结果表明,预应力碳纤维布及预紧螺栓联合加固技术是一种更可靠的桥梁加固方法,不仅能够提高RC梁正截面的抗弯承载能力及正常使用阶段的截面刚度,而且螺栓预紧锚固碳纤维布能够很好地抑制其在混凝土表面的剥离,提高碳纤维布与混凝土表面之间粘结强度,对碳纤维布施加预应力能够充分发挥其高强性能,有效抑制混凝土裂缝开裂和开展。

大口径反射光学系统调焦机构设计

当空间光学遥感器所处的环境条件发生变化时,遥感器的焦平面会产生不同程度的偏移,为保证遥感器的成像质量,需要对偏移的焦平面进行校正,因此设计了一套柔性丝杆丝母与弹性导向机构相结合的机构来实现调焦的目的。该结构加工简单,不易发生卡滞现象,可实现对变化的焦面进行校正。从保证空间遥感器光学系统的成像质量出发,介绍了大口径反射光学系统调焦机构方案的选取及确定调焦机构的组成,并对该调焦机构在调焦范围内的调焦精度给出了初步分析。通过分析调焦精度可达±0.002 5 mm,可以满足设计指标的要求。

土层自旋锚杆锚固技术研究

在对砂土层螺旋锚杆进行锚固机理分析的基础上,把锚叶阻力和砂土摩擦阻力结合考虑,对原来螺旋锚杆的锚固段进行改进。采用高密度挤压摩擦锚固的理念设计锚杆和自攻旋进安装工艺。通过在西安地区5个典型的砂土层进行可行性试验后设计出适合砂土层的自旋锚杆。在西安地铁2#线TJSG-4标段的基坑支护中经过工业试验,证明了理论与实践的可靠性。

自旋式锚杆抗拔力的计算理论

锚杆的抗拔力在锚固工程中是至关重要的技术参数,关系到锚固体系的安全。根据自旋锚杆的结构特点和作用机理,对其抗拔力的计算理论进行了探讨,对实际支护工程有一定的参考作用。

高压输电线路螺栓紧固机器人结构设计与动力学分析

以高压输电线路耐张线夹引流板螺栓为作业对象,研究提出了一种可以沿高压输电线路行驶并由双作业臂携带螺栓紧固末端工具进行耐张线夹引流板螺栓紧固的带电作业机器人。研究提出了一种四臂移动作业的螺栓紧固作业机器人构型,即移动机器人的双臂、一个携带螺栓固定末端的机械手、一个携带螺栓拧紧末端的机械手,研究了带电作业机器人的机械结构,分析了作业末端的性能与携带螺栓拧紧末端的机械手动力学模型,研制了机器人样机。通过在实际线路上的带电作业试验,验证了提出的构型方案的正确性和有效性。

螺栓球节点高强度螺栓拧入深度试验研究

螺栓球节点是空间网格结构的常用节点型式,节点的安全可靠关系着结构的安全性,足够的螺栓拧入深度是螺栓节点受拉安全承载的保证。对3种螺栓直径、3种螺栓拧入深度、18个螺栓球节点试件进行了受拉试验。试验表明:当螺栓拧入深度分别为螺栓直径的0.8倍、0.9倍时,螺栓螺纹与螺栓球内螺纹间咬合破坏,螺栓从球内拔出;当拧入深度为螺栓直径的1.0倍时,发生螺栓断裂破坏。不同螺栓直径同一拧入深度的螺栓球节点承载力与螺栓极限承载力的比值基本相同。为保证螺栓球受拉节点的安全,螺栓拧入深度不得低于螺栓直径。

自旋锚杆安装扭矩与锚固力关系研究

依据原地旋转模型和圆筒形模型,研究了自旋锚杆安装扭矩与锚固力的关系,指出两者均随锚叶直径的增大而增加。结合西安地铁2号线张家堡标段基坑工程,对自旋锚杆进行试验,试验结果表明:在不改变自旋锚杆自身参数情况下,安装扭矩与锚固长度呈线性关系,锚固力与锚固长度呈抛物线关系;当锚固长度一定时,锚固力和安装扭矩基本上呈线性关系。指出可以在工程应用中直接通过安装扭矩反映锚固力大小。

下胫腓联合钩栓的研制及其生物力学比较研究

目的自行研制治疗下胫腓联合分离的下胫腓联合钩栓,探讨其生物力学性能。方法14具新鲜小腿标本分左右两组。分级加载轴向负荷,测试正常的和切断所有韧带后用钩栓和螺钉固定的标本在中立位、2°、8°、13°外翻位时踝穴张开位移;测试10°、20°、30°外旋位时踝穴张开位移及所抗扭矩。将各状态下的正常标本、钩栓和螺钉固定3者进行两两比较。结果钩栓固定与正常小腿标本在外翻2°、8°、13°时轴向抗压差异无显著性,两者与螺钉差异有显著性(P<0.05)。中立位轴向抗压三组差异有显著性(P<0.001),但钩栓固定较螺钉固定更接近正常标本。三者在10°、20°、30°抗扭转方面无显著性差异。结论下胫腓联合钩栓固定在轴向抗压和抗扭转方面更接近生理状态,在轴向抗压方面则优于螺钉固定,是治疗下胫腓联合分离的新型有效的内固定器械。